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紫外线消毒器的应用中的影响因素和解决方法
发布时间:2015-07-11   点击次数:1134次

紫外线消毒器,就是用紫外线杀灭包括细菌繁殖体、芽胞、分支杆菌、冠状病毒、真菌、立克次体和衣原体等,凡被上述病毒污染的物体表面、饮用水、污水和空气,均可采用紫外线消毒,根据上述需要消毒的原物质命名分为空气紫外线消毒器、饮用水紫外线消毒器和污水紫外线消毒器等。

紫外线消毒器采用的紫外线消毒灯,主要分为:高压,中压和低压紫外线杀菌灯。紫外线消毒器根据紫外线杀菌灯命名分为高压紫外线消毒器、中压紫外线消毒器和低压紫外线消毒器。在实际消毒应用中,以低压紫外线消毒器为主。按照国家标准,低压紫外线杀菌灯平均寿命为8000小时。某些产品已经达到13000小时寿命。

国内外科技工作者对紫外线的研究已有200多年历史,紫外线杀菌技术在越来越多的领域得到更广泛的应用,尤其是在空气杀菌,物体表面杀菌,以及水处理杀菌方面。紫外线消毒的科学原理:主要作用于微生物的DNA,破坏DNA结构,使之失去繁殖和自我复制的功能从而达到杀菌消毒的目的。紫外线杀菌具有无色无味无化学物质的优点,已经在水处理领域越来越多的代替传统的鑢,漂白蒶杀菌技术。自从1982年加拿大开始用实际的紫外线水处理工厂以后,美国,欧洲,印度已经广泛采用该技术。但是在紫外线消毒器的应用中有很多因素影响紫外线消毒器的实际消毒效果。紫外线消毒器的应用中的主要影响因素主要有:悬浮固体、紫外光的穿透率、紫外光的透过率、微生物的类型和数量、粒子尺寸分配率、无机化合物、反应器的水力学条件等。

(1)悬浮固体(SS)  悬浮固体是由数目、大小、结构、细菌密度和花车成分各异的离子组成,这些离子通过吸收和散射紫外光使废水中的紫外光强度降低。由于悬浮固体浓度的增加同时伴随这离子数目的增加,所以某些细菌还可以吸附在粒子上,而这种细菌zui难被消毒,悬浮固体可以干扰吸收紫外线,通过遮蔽紫外线隐藏细菌,使之具有保护细菌的作用,导致效果下降。有专家就美国和加拿大的紫外线消毒城市污水的二级处理系统,推荐SS应该不高于20mgL。所以用于紫外消毒的废水的悬浮固体浓度严格控制,一般推荐不超过20mg/L

(2)紫外光的穿透率紫外光的穿透率是以紫外光在液体中的浸透深度来测定,紫外线的穿透率随着水层的厚度的增加而降低。在污水或者废水中都含有能够吸收紫外线的可溶性化学物质,如果吸收紫外线量过高,杀灭细菌的紫外线剂量也必将随之增大。

(3)紫外透光率 紫外透光率是废水透过紫外光能力的量度。它是设计紫外线消毒器系统尺寸的重要依据。一般来说随着紫外线消毒器深度的增加,紫外透光率降低。另外当溶液中存在着能够吸收或散射紫外光的化合物或粒子时,紫外透光率也会降低。这就使得用于消毒的紫外光能量降低,此可以通过延长接触时间或增加外紫外线消毒器系统中紫外灯的数目来加以补偿。

(4)微生物的类型和数量  污水紫外线消毒器消毒侧重于杀灭通过水传播疾病的细菌。紫外线对细菌、病毒、真菌、芽孢等均有杀灭作用,一般情况下,革兰氏阴性杆菌zui容易被紫外线杀死,其次是葡萄球菌属、链球菌属和细菌芽孢,真菌孢子抵抗力zui强,病毒对紫外线的抵抗能力比细菌芽孢低。为达到相同的杀菌效果,对紫外线不敏感、耐受力强的微生物,必须采用较大的照射剂量。随着污水中细菌数量的增加,为了达到污水紫外线消毒器预期的消毒目的,所需要的紫外线照射剂量也要随之增加。

(5)粒子尺寸分配率 溶液中含有离子的大小不同则杀菌所需的紫外线的剂量也不同。这因为颗粒尺寸对紫外线的穿透能力有影响的结果尺寸小于10μm的离子容易被紫外光穿透,因而紫外线的需求量低。尺寸在10~40μm之间的粒子可以被紫外光穿透,紫外需求量增加。而尺寸大于40μm的粒子则很难被紫外光穿透,紫外需求量很高。所以,在实际过程中为了提高紫外光的利用率,应对二级处理出水过滤,去除掉大粒子之后再进行紫外线消毒器消毒处理。

(6)无机化合物 在废水的处理过程中,为了提高处理效果,有时会在某些池子当中投加金属盐以降低废水中磷的含量并控制气味。比较常用的铝盐或铁盐絮凝剂。一般来说,溶解性铝盐不影响紫外透光率,而且含有铝的悬浮固体对于紫外杀菌也没有阻碍作用。而水中的铁可直接吸收紫外线,使污水紫外线消毒器套管发生结垢,影响消毒效果。

(7)反应器的水力学条件  理想的紫外线消毒器的消毒反应器的水流状态为:在水流方向上为平推流,而在任意横截面上能够完全混合,这样才能保证处理的水流受到紫外线的充分辐射而不发生短流。理想反应器可以达到这样的条件,但实际消毒过程中的水流条件和理想状态有着很大差异,导致水流的各个部分所受到的辐射强度不同。美国EPA在设计手册中提出,反应器接近理想的平推流的程度可以用它的长宽比来表示,当反应器的长宽比很高时,可以认为是处于平推流状态。在理想平推流反应器中,水力停留时间是反应器的有效体积与流量之比。停留时间越长,污水所受的紫外线照射剂量越大。在实际运行过程中,应对进水水质进行仔细的分析,根据所需的消毒要求和流量大小,采用适当的预处理和确定污水紫外线消毒器的紫外线照射剂量,选配合适的紫外灯,合理设计紫外线消毒器反应器,达到zui优化的消毒效果。

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